Защита от иммунитета и вода из воздуха: кому достались Нобелевские премии по естественным наукам

Защита от собственного иммунитета, квантовые туннели в макромире и вода из воздуха пустыни. Рассказываем, кому и за что присудили в этом году Нобелевские премии по естественным наукам.

Кванты в руках

7 октября Шведская королевская академия наук объявила лауреатов­-физиков. Награду за «открытие макроскопического квантово­механического туннелирования и квантования энергии в электрической цепи» вручили ученым, работающим в США. Это Джон Кларк (Калифорнийский университет в Беркли), Мишель Деворе (Йельский университет и Калифорнийский университет в Санта­Барбаре) и Джон Мартинис (Калифорнийский университет в Санта­Барбаре).

В пресс­релизе Нобелевского комитета отмечается, что важнейший вопрос современной физики — ​максимальный размер системы, способной продемонстрировать квантово­механические эффекты. В 1984–1985 годах лауреаты экспериментировали на сверхпроводящей электрической цепи, демонстрируя квантово­механический туннельный эффект и энергетические уровни в системе достаточно крупной, чтобы ее можно было держать в руках. Результаты этих экспериментов легли в основу современных квантовых технологий: от сверхчувствительных сенсоров до квантовых компьютеров.

«Присуждение Нобелевской премии 2025 года по физике за открытия в квантовой механике — ​это и продолжение традиции, которой более 100 лет, и яркое подтверждение судьбоносного характера квантовых технологий для всего человечества сегодня, — ​прокомментировала новость Екатерина Солнцева, директор по квантовым технологиям «Росатома». — ​Напомню, первым лауреатом Нобелевской премии за достижения в квантовой физике стал Макс Планк в 1918 году. Так было отмечено его открытие квантов энергии. С тех пор целый ряд выдающихся ученых были удостоены Нобелевской премии за вклад в развитие квантовой науки. Мы стоим на пороге нового технологического витка, который кардинально изменит все сферы человеческой деятельности, и Нобелевская премия по физике этого года открывает новые возможности для развития квантовых технологий».

Клетки-охранники и гены-мутанты

6 октября премию по физиологии и медицине за открытия, касающиеся периферической иммунной толерантности, получили Мэри Брункоу (Институт системной биологии, США), Фред Рамсделл (Институт иммунотерапии рака Паркера, США) и Симон Сакагути (Университет Осаки, Япония).

Исследования лауреаты вели независимо друг от друга в 1990‑е годы. «Их открытия сыграли решающую роль в понимании того, как работает иммунная система и почему не у всех развиваются серьезные аутоиммунные заболевания», — ​пояснил председатель Нобелевского комитета Олле Кэмпе. «Лауреаты выявили «охранников» в иммунной системе — ​регуляторные Т-лимфоциты, которые не позволяют клеткам иммунной системы атаковать их носителя», — ​говорится в пресс­релизе комитета. Ученые также открыли ген FOXP3, мутации которого приводят к утрате Т-лимфоцитов и развитию тяжелых иммунных нарушений.

Работы трех лауреатов проложили путь новым подходам в лечении целого ряда заболеваний. Уже идут более 200 клинических исследований, в которых регуляторные Т-лимфоциты тестируют в терапии рака, астмы, заболеваний кожи и кишечника, а также в повышении успешности трансплантации органов.

Пористые инновации

Нобелевскую премию по химии 8 октября присудили Сусуму Китагаве (Университет Киото, Япония), Ричарду Робсону (Университет Мельбурна, Австралия) и Омару Яги (Калифорнийский университет в Беркли, США) за создание металлоорганических каркасов. Это кристаллические пористые материалы из ионов металлов, соединенных органическими лигандами. Структуру пор можно менять, используя внешние раздражители. Поэтому в поры можно сначала что‑то поместить, удерживать сколько нужно, а потом высвободить. «Лауреаты создали молекулярные структуры с промежутками, через которые могут проходить газы и другие химические соединения. Эти структуры — ​металлоорганические соединения — ​можно использовать для получения воды из воздуха пустыни, улавливания углерода, хранения токсичных газов или изменения скорости химических реакций», — ​говорится в пресс­релизе Нобелевского комитета.

Кстати, воду в пустыне Омар Яги уже добыл. В 2019 году его команда провела знаменитый эксперимент в Мохаве (США): устройство на основе металлоорганических каркасов получило 0,7 л воды в сутки из горячего сухого воздуха.

В медицине на основе металлоорганических каркасных структур планируется создавать умные лекарства пролонгированного действия, которые будут постепенно высвобождаться в организме. Металлоорганические соединения могут выполнять функцию несущих конструкций и накапливать энергию, поэтому у них хорошие перспективы в электродвижении: кузов автомобиля может стать не просто несущим элементом, но и аккумулятором.